سبتمبر 12, 2018
نقدم هنا، بروتوكولا لصورة نبات فراولة التجمد في ثلاثة أبعاد. اثنين من كاميرات الأشعة تحت الحمراء المتمركزة في زوايا مختلفة قليلاً تستخدم لإنتاج فيديو النقش أحمر-أزرق لمراقبة تجميد المصنع في ثلاثة أبعاد.
ستسمح لك هذه الطريقة بتحديد الموقع الدقيق لتنوي الجليد وانتشاره في ثلاثة أبعاد ، وهو ما قد يكون صعبا مع بعض كاميرات الأشعة تحت الحمراء. تتمثل ميزة هذه التقنية في أنها توفر معلومات العمق ، وهو أمر غير ممكن مع الفيديو العادي ثنائي الأبعاد. نظرا لأن البشر لا يستطيعون تصور الأشعة تحت الحمراء ، فإن الكاميرا التي تكتشف الأشعة تحت الحمراء وتحولها إلى طيف مرئي هي الطريقة الوحيدة لتصور الأحداث المولدة للحرارة ، مثل التجمد.
على الرغم من أننا نستخدم هذا النظام لتوضيح التجميد في نبات الفراولة ، إلا أنه يمكن استخدامه في أي مشروع يكون فيه العمق مهما في الصورة المرئية. قد يكون البروتوكول صعبا بالنسبة للبعض لأنه يتضمن استخدام برنامج بمنحنى تعليمي صعب إلى حد ما. للبدء ، باستخدام أحزمة التثبيت وكتلة صغيرة من الخشب ، قم بإعداد كاميرتين بالأشعة تحت الحمراء أو الأشعة تحت الحمراء لإنتاج زاوية التقارب الصحيحة للعدسات.
يجب تدريب الكاميرتين على نفس الكائن ، ولكن بزوايا مختلفة قليلا ، بما يتوافق مع المسافة بين العينين. قم بتركيب كلتا الكاميرتين على مقبس مختبر مقاس 10 × 10 سم. بعد برمجة الفريزر وفقا لبروتوكول النص ، ضع نبتة فراولة عمرها ستة أسابيع مع زهرتين إلى خمس أزهار في وعاء سعة لتر واحد بالداخل.
استخدم المقبس لوضع كلتا الكاميرتين عموديا بحيث تحتوي الصورتان على النبات بأكمله وجزء من التربة. بعد ذلك ، باستخدام موصل USB ، قم بتوصيل الكاميرتين بالكمبيوتر ، وقم بتوصيل منفذي التيار المتردد بكلتا الكاميرتين للسماح بمراقبة مستمرة للمصانع. لإعداد الكمبيوتر والبرنامج للتسجيل، افتح نافذتين من البرنامج بالنقر المزدوج فوق أيقونة برنامج كاميرا الأشعة تحت الحمراء مرتين.
بعد ذلك، اتبع الإرشادات الموجودة في قائمة المساعدة لتوصيل الكاميرا اليسرى بالنافذة اليسرى والكاميرا اليمنى بالنافذة اليمنى. افتح برنامج التقاط الشاشة ، واضبط إطار الالتقاط عن طريق النقر فوق الإطار وسحبه بحيث يتضمن كلتا الكاميرتين للسماح بالتقاط الشاشة في وقت واحد لكلتا الكاميرتين. يجب التقاط تدفقات الفيديو من الكاميرتين في وقت واحد بحيث تتم مزامنة الصور اليمنى واليسرى بدقة.
سيسمح لك برنامج التقاط الشاشة بالقيام بذلك بسهولة بالغة. بعد ذلك ، في قائمة وحدة التحكم ، ابدأ برنامج الفريزر عن طريق تحديد تشغيل ، وابدأ التقاط الشاشة. ثم انقر فوق الزر "تسجيل" في النافذة ، وتأكد من أن المخطط التفصيلي الذي يوضح منطقة الشاشة التي يتم التقاطها يتحول إلى اللون الأحمر.
سجل تجميد نبات الفراولة إلى ثماني درجات مئوية تحت الصفر ، واحتفظ بدرجة حرارة الفريزر لمدة ساعة واحدة. لمعالجة مقاطع الفيديو ، قم أولا بتحويل ملف MP4 من برنامج التقاط الشاشة إلى ملف mov ، باستخدام برنامج تحويل الملفات المتاح تجاريا. بعد ذلك ، انقر نقرا مزدوجا في أي مكان داخل لوحة المشروع لاستيراد ملف mov محل الاهتمام إلى برنامج التصوير ، واسحب الملف إلى أيقونة التكوين في أسفل لوحة المشروع.
بعد ذلك ، احفظ المشروع في نفس المجلد الذي يحتوي على مقاطع الفيديو الأصلية. على طول الجزء السفلي من نافذة المعاينة ، انقر فوق أيقونة منطقة الاهتمام ، وحدد فقط التسجيل من الكاميرا اليسرى. اسحب نفس فيديو الحركة إلى أيقونة التكوين لإنشاء تركيبة ثانية لنفس الفيديو.
ثم كرر هذه الخطوة بالكاميرا المناسبة. الآن ، حدد التكوين ، اقتصاص الشركة إلى منطقة الاهتمام للعرض الأيسر. ثم كرر هذه الخطوة للعرض الصحيح.
أعد تسمية كل تركيبة للإشارة إلى أيهما يسار ويمين. قم بتمييز التكوين الأيسر بالنقر فوقه ، وفي القائمة الرئيسية في الأعلى ، حدد التكوين ، إضافة إلى قائمة انتظار العرض. في قائمة انتظار العرض ، انقر فوق وحدة الإخراج ، وتأكد من عرض الفيديو كفيديو.
انقر فوق إخراج إلى ، وقم بتسمية الفيديو Strawberry Left ، واحفظه في نفس المجلد مثل التسجيل الأصلي والمشروع. انقر فوق حفظ ، ثم انقر فوق الزر Render في الجانب الأيمن العلوي من لوحة العرض. كرر التقديم لتكوين الفراولة الصحيحة.
بعد ذلك ، انقر نقرا مزدوجا فوق لوحة المشروع ، واستورد مقاطع فيديو Strawberry Left و Strawberry Right المعروضة. قم بتمييز كلا الفيديوين ، واسحبهما إلى أيقونة التكوين في أسفل لوحة المشروع. في الشاشة المنبثقة التي تطلب المدة الثابتة ، أدخل ثلاثة بخمسة أصفار لمدة ثلاث ساعات.
قم بتمييز الطبقة العليا من لوحة التكوين ، ومن القائمة الموجودة في الأعلى ، حدد التأثير ، المنظور ، نظارات ثلاثية الأبعاد. في لوحة التحكم، انقر فوق المربع الموجود على يمين العرض الأيسر. قم بإدراج مقطعي الفيديو في لوحة التكوين في قائمة منسدلة ، وقم بتمييز الفيديو في القائمة للعرض الأيسر.
ثم كرر هذه الخطوة للعرض الصحيح. في المربع الموجود على يسار 3D View، حدد Red Blue LR. باستخدام نظارات حمراء زرقاء ، افحص العرض في لوحة المشروع. إذا بدا أن طريقة العرض ثلاثية الأبعاد غير صحيحة، فانقر على تبديل اليسار إلى اليمين.
اضبط تقارب المشهد والمحاذاة الرأسية للتخلص من أي ظلال وإجهاد للعين. عندما يكون الجانب ثلاثي الأبعاد للفيديو مقبولا ، قم بتمييز التكوين بالنقر فوقه ، وحدد التكوين ، إضافة إلى قائمة انتظار العرض ، كما هو موضح سابقا في هذا الفيديو. أخيرا ، اعرض الفيديو.
يظهر فيديو الأشعة تحت الحمراء هذا أن الأوراق تجمدت عند درجة حرارة أعلى من الأزهار ، على الرغم من أن التجميد لم يبدأ بالضرورة في نفس الموضع على كل ورقة. بمجرد تجميد الأوراق ، تقدم التجميد أسفل السويقة إلى تاج النبات. عندما انخفضت درجة الحرارة من درجة إلى درجتين ، تجمدت الأزهار ، بدءا من الكأس ، قبل أن تنتشر إلى البتلات والوعاء.
عند مقارنة صورة الأشعة تحت الحمراء ثنائية الأبعاد مع النظارات ثلاثية الأبعاد ، سهلت الصورة ثلاثية الأبعاد تحديد الترتيب الذي تجمدت به الأوراق والزهور بدقة. تم غمر جذور القمح هذه في وسط نمو مكون من الخث ، وأضيفت نشارة الجليد قبل التجميد لضمان تجميد الجذور. حدث التنوي المتجمد عند حوالي 0.5 درجة مئوية تحت الصفر ، في منتصف الطريق على طول جذر على الجانب الأيمن.
ثم تقدم التجميد لأعلى إلى تاج النبات ، مما تسبب في تجميد قاعدة الأوراق الخارجية ، ثم لأسفل إلى الجذور ، في الجزء الخلفي من النبات. لاحظ أنه بدون منظور 3D ، يكاد يكون من المستحيل تحديد الترتيب الذي تجمدت به الجذور المحددة. من المهم وضع الكاميرا بحيث تستهدف كل كاميرا نفس الموقع على الكائن الذي يتم تصويره.
سيضمن استخدام الكاميرات التي استخدمناها في هذا العرض التوضيحي أن الزاوية صحيحة لإنتاج فيديو 3D anaglyph. يمكن استخدام هذا الإجراء لإنشاء فيديو ، بالإضافة إلى صور ثابتة ثلاثية الأبعاد لأي كائن عن طريق التقاط صورتين فقط من زوايا مختلفة.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
تقدم هذه المقالة بروتوكولًا لتصوير تجميد نبتة الفراولة في ثلاثة أبعاد باستخدام كاميرات الأشعة تحت الحمراء. تتيح التقنية تصور نواة الجليد وانتشاره، مما يوفر معلومات عمق غير ممكنة مع الفيديو الثنائي الأبعاد القياسي.
Three-dimensional infrared imaging of plant freezing events enables precise spatial mapping of ice nucleation and propagation, addressing a key challenge in quantifying dynamic thermal processes in biological systems. This capability enhances predictive confidence in phenotypic screening and supports translational research for crop resilience. The protocol's depth-resolved outputs are directly relevant for R&D teams seeking to de-risk biological variability in early discovery and preclinical model development.
This 3D infrared imaging protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum, providing critical spatial and temporal data for hypothesis testing and model validation.